AT518351B1

AT518351B1 - biogas plant

Info

Publication number: AT518351B1
Application number: ATA47/2016A
Authority: AT
Inventors: Richard Moosbrugger Dr; Moosbrugger Klaus
Original assignee: Aat Abwasser Und Abfalltechnik Gmbh; Richard Moosbrugger Dr
Priority date: 2016-02-01
Filing date: 2016-02-01
Publication date: 2019-01-15
Also published as: AT518351A1

Abstract

Biogasanlage (1) zur Herstellung von Biogas, wobei die Biogasanlage (1) zumindest einen thermophil betriebenen Fermenter (2) und außerhalb des Fermenters (2) zumindest eine Anreicherungsvorrichtung zum Anreichern eines Bakterienanteils in einem aus dem Fermenter (2) entnommenem Substrat und zumindest eine erste Transportvorrichtung (3) zum Transport des aus dem Fermenter (2) entnommenen Substrats in die Anreicherungsvorrichtung und zumindest eine zweite Transportvorrichtung (4) zum Transport des in der Anreicherungsvorrichtung angereicherten Substrats zurück in den Fermenter (2) aufweist, wobei die Anreicherungsvorrichtung eine Eindampfvorrichtung zum Eindampfen des Substrats ist.Biogas plant (1) for the production of biogas, wherein the biogas plant (1) at least one thermophilic fermenter (2) and outside the fermenter (2) at least one enrichment device for enriching a bacterial fraction in a removed from the fermenter (2) substrate and at least one first transport device (3) for transporting the substrate removed from the fermenter (2) into the enrichment device and at least one second transport device (4) for transporting the enriched in the enrichment device substrate back into the fermenter (2), wherein the enrichment device is a Eindampfvorrichtung to Evaporation of the substrate is.

Description

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Biogasanlage zur Herstellung von Biogas, wobei die Biogasanlage zumindest einen thermophil betriebenen Fermenter und außerhalb des Fermenters zumindest eine Anreicherungsvorrichtung zum Anreichern eines Bakterienanteils in einem aus dem Fermenter entnommenem Substrat und zumindest eine erste Transportvorrichtung zum Transport des aus dem Fermenter entnommenen Substrats in die Anreicherungsvorrichtung und zumindest eine zweite Transportvorrichtung zum Transport des in der Anreicherungsvorrichtung angereicherten Substrats zurück in den Fermenter aufweist.The present invention relates to a biogas plant for the production of biogas, wherein the biogas plant at least one thermophilic fermenter and outside of the fermenter at least one enrichment device for enriching a bacterial fraction in a substrate removed from the fermenter and at least a first transport device for transporting Having removed the fermenter substrate in the enrichment device and at least a second transport device for transporting the enriched in the enrichment device substrate back into the fermenter.

[0002] Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas in einer Biogasanlage.Furthermore, the invention also relates to a method for producing biogas in a biogas plant.

[0003] Reststoffe z. B. aus landwirtschaftlichen oder industriellen Produktionsprozessen werden zunehmend zur Energieerzeugung in Biogasanlagen eingesetzt. Die Umwandlung organischer Inhaltsstoffe in diesem Material in Biogas erfolgt über Fermentation mit beheizten Fermentern mittels anaerober Bakterienkulturen. Zur Anreicherung dieser anaeroben Bakterien im Substrat werden gegenwärtig Dekanter, Flotationsanlagen oder anaerobe Kontaktverfahren eingesetzt. Nachteilig bei all diesen Verfahren ist der Einsatz von Fällmitteln und Flockungshilfsstoffen um eine Trennung der flüssigen von der festen Phase zu bewirken. Abhängig von der Anwendungsart sind so große Fällmittel- und Flockungshilfsstoffmengen erforderlich, das eine Wiederverwertung der Fermentationsrückstände auf landwirtschaftlichen Flächen gefährdet oder unmöglich ist.[0003] Residuals z. B. from agricultural or industrial production processes are increasingly used for energy production in biogas plants. The conversion of organic constituents in this material into biogas takes place via fermentation with heated fermenters using anaerobic bacterial cultures. For the enrichment of these anaerobic bacteria in the substrate, decanters, flotation plants or anaerobic contact processes are currently used. A disadvantage of all these methods is the use of precipitants and flocculants to effect a separation of the liquid from the solid phase. Depending on the type of application, so large quantities of precipitants and flocculants are required, which would endanger or render impossible the recycling of fermentation residues on agricultural land.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Biogasanlage und ein Verfahren der oben genannten Art dahingehend zu verbessern, dass auf Fällmittel und Flockungshilfsstoffe verzichtet werden kann.The object of the invention is to improve a biogas plant and a method of the type mentioned above to the effect that can be dispensed with precipitants and flocculants.

[0005] Bei einer Biogasanlage der oben genannten Art wird dies erfindungsgemäß erreicht, indem die Anreicherungsvorrichtung eine Eindampfvorrichtung zum Eindampfen des Substrats ist.In a biogas plant of the type mentioned above, this is inventively achieved by the enrichment device is a evaporation device for evaporating the substrate.

[0006] Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Erzeugung von Biogas in einer Biogasanlage sieht vor, dass zumindest ein Fermenter der Biogasanlage thermophil betrieben wird und außerhalb des Fermenters ein Bakterienanteil in einem aus dem Fermenter entnommenen Substrat mittels zumindest einer Anreicherungsvorrichtung angereichert wird und das aus dem Fermenter entnommene Substrat mittels einer ersten Transportvorrichtung in die Anreicherungsvorrichtung transportiert wird und dass in der Anreicherungsvorrichtung angereicherte Substrat mittels einer zweiten Transportvorrichtung in den Fermenter zurücktransportiert wird, wobei als Anreicherungsvorrichtung eine Eindampfvorrichtung verwendet wird, in der das Substrat eingedampft wird.An inventive method for producing biogas in a biogas plant provides that at least one fermenter of the biogas plant is operated thermophilically and outside the fermenter, a bacterial fraction is enriched in a substrate removed from the fermenter by means of at least one enrichment device and removed from the fermenter Substrate is transported by means of a first transport device in the enrichment device and that enriched in the enrichment device substrate is transported back by means of a second transport device in the fermenter, wherein as an enrichment device, an evaporation device is used, in which the substrate is evaporated.

[0007] Eine Grundidee der Erfindung, sei es nun bezüglich der Biogasanlage oder des Verfahrens, ist es somit, die Anreicherung des Bakterienanteils im Substrat durch ein Eindampfen des Substrats zu erzielen. Dieser Eindampfvorgang findet in einer Eindampfvorrichtung außerhalb des Fermenters statt, um den Fermentationsprozess im Fermenter nicht zu stören. Hierdurch wird eine steuer- bzw. regelbare Eindickung des Substrats in der Eindampfvorrichtung erzielt, sodass aktive angereicherte bzw. konzentrierte Bakterienkulturen in den thermophilen Fermentationsprozess rückgeführt werden können. Hierbei kann man vollständig auf chemische Fällmittel und Flockungshilfsstoffe verzichten. Solche Verfahren wie auch Biogasanlagen eignen sich vornehmlich für Substrate aus organischen Reststoffen, die in gelöster Form in hohen Konzentrationen vorliegen und für anaerobe Bakterienkulturen abbaubar sind. Die Bakterien, die erfindungsgemäß angereichert werden, und im Fermenter für die Fermentation des Substrates sorgen, sind anaerobe thermophile Bakterienkulturen. Von thermophil spricht man dabei bei Temperaturbereichen von zumindest 48°C (Grad Celsius), vorzugsweise von zumindest 50°C. Die Obergrenzen für thermophil betriebene Fermenter liegen günstigerweise bei 65°C, bevorzugt bei 60°C, des Substrats im Fermenter. Thermophile Bakterienkulturen sind solche, die bei den genannten Temperaturbereichen aktiv sind.A basic idea of the invention, be it with respect to the biogas plant or the process, it is thus to achieve the accumulation of the bacterial fraction in the substrate by evaporation of the substrate. This evaporation takes place in an evaporator outside the fermenter, so as not to disturb the fermentation process in the fermenter. In this way, a controllable or controllable thickening of the substrate in the evaporation device is achieved so that active enriched or concentrated bacterial cultures can be recycled to the thermophilic fermentation process. Here you can completely do without chemical precipitants and flocculants. Such methods as well as biogas plants are primarily suitable for substrates of organic residues, which are present in dissolved form in high concentrations and are degradable for anaerobic bacterial cultures. The bacteria which are enriched according to the invention and which ensure the fermentation of the substrate in the fermenter are anaerobic thermophilic bacterial cultures. From thermophilic one speaks at temperature ranges of at least 48 ° C (degrees Celsius), preferably of at least 50 ° C. The upper limits for thermophilic fermenters are conveniently 65 ° C, preferably 60 ° C, of the substrate in the fermenter. Thermophilic bacterial cultures are those that are active in the temperature ranges mentioned.

[0008] Als Substrat wird dasjenige Material bezeichnet, welches die Biogasanlage durchläuft. Es handelt sich meist um eine Mischung aus organischen und nicht organischen Anteilen. In der Regel ist das Substrat eine Suspension mit einem gewissen Flüssigkeits- bzw. Wasseranteil. Natürlich kann der Flüssigkeitsanteil auch eine Emulsion, also eine Mischung von nicht ineinander löslichen Flüssigkeiten, wie z. B. Wasser und Fett, sein. Günstigerweise handelt es sich jedenfalls um pumpfähige Substrate, also solche, die mittels Pumpten transportiert werden können. Die Formulierung des angereicherten Substrats ist eine sprachliche Vereinfachung. Gemeint ist ein Substrat mit angereichertem Bakterienanteil. Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass das Substrat im Zuge des Durchlaufs durch die Biogasanlage seine Zusammensetzung ändert. Insbesondere das aus dem Fermenter entnommene und in diesen wieder rückgeführte Substrat wird häufig auch als Schlamm bezeichnet.As a substrate that material is referred to, which passes through the biogas plant. It is usually a mixture of organic and non-organic components. In general, the substrate is a suspension with a certain liquid or water content. Of course, the liquid content of an emulsion, ie a mixture of non-dissolving liquids such. As water and fat, be. Conveniently, it is anyway pumpable substrates, ie those that can be transported by means of pumps. The formulation of the enriched substrate is a linguistic simplification. This refers to a substrate with an enriched bacterial content. For the sake of completeness, it is pointed out that the substrate changes its composition as it passes through the biogas plant. In particular, the substrate removed from the fermenter and returned to it is often referred to as sludge.

[0009] Bei der ersten und der zweiten Transportvorrichtung kann es sich jeweils um Leitungssysteme oder Rohrsysteme mit entsprechenden Pumpen handeln. Es sind aber auch beliebige andere Transportvorrichtungen denkbar. Diese müssen auch nicht permanent mit dem Fermenter und/oder der Eindampfvorrichtung in Verbindung stehen. Es ist z. B. auch möglich, entsprechende Mengen Substrat über Behälter, wie z. B. Eimer o. dgl. aus dem Fermenter zu entnehmen und in die Eindampfvorrichtung einzufüllen. Für den Rücktransport von der Eindampfvorrichtung in den Fermenter gilt dasselbe. Der Begriff der Transportvorrichtung ist entsprechend breit zu verstehen. Bei der ersten und der zweiten Transportvorrichtung kann es sich um voneinander getrennte Transportvorrichtungen handeln. Es ist aber genauso gut denkbar, die erste und zweite Transportvorrichtung in Form einer integrierten Transportvorrichtung auszubilden, z. B. indem man eine einzige Leitung zwischen Fermenter und Eindampfvorrichtung schafft, in der das Substrat, gegebenenfalls nach gewissen Verweilzeiten, Hin und her gepumpt werden kann.In the first and the second transport device may be respectively piping systems or pipe systems with corresponding pumps. But there are also any other transport devices conceivable. These also do not have to be permanently connected to the fermenter and / or the evaporation device. It is Z. B. also possible, appropriate amounts of substrate via containers such. B. bucket o. The like. Remove from the fermenter and fill in the evaporator. The same applies to the return transport from the evaporator to the fermenter. The term of the transport device is correspondingly broad to understand. The first and second transport devices may be separate transport devices. But it is equally conceivable to form the first and second transport device in the form of an integrated transport device, for. B. by creating a single line between the fermenter and evaporator in which the substrate, optionally after certain residence times, can be pumped back and forth.

[0010] Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist bevorzugt vorgesehen, dass das Substrat in der Eindampfvorrichtung bei einem Unterdruck von zumindest 600 mbar (Millibar) unter Normaldruck eingedampft wird. Unter dem Begriff des Normaldrucks wird dabei der normale Atmosphärendruck von 1013 mbar verstanden. Es kann in der Eindampfvorrichtung aber auch ein noch größerer Unterdruck von bis zu 900 mbar und mehr unter Normaldruck eingestellt werden, um bei diesen Unterdruckbedingungen das Substrat einzudampfen. In einer Biogasanlage ist in diesem Zusammenhang günstigerweise vorgesehen, dass die Biogasanlage eine Unterdruckerzeugungsvorrichtung zur Erzeugung von Unterdruck in der Eindampfvorrichtung aufweist. Eine solche Unterdruckerzeugungsvorrichtung kann z. B. eine Pumpe o. dgl. sein. Günstigerweise ist bei erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass das Substrat in der Eindampfvorrichtung bei einer Temperatur im Bereich von 45°C bis 75°C eingedampft wird. Die Biogasanlage bzw. die Eindampfvorrichtung sehen in diesem Zusammenhang bevorzugt eine Heizvorrichtung zum Aufheizen des Substrates in der Eindampfvorrichtung vor.In the method according to the invention is preferably provided that the substrate is evaporated in the evaporator at a reduced pressure of at least 600 mbar (millibars) under atmospheric pressure. The term normal pressure is understood to mean the normal atmospheric pressure of 1013 mbar. It can be set in the evaporation but also an even lower vacuum of up to 900 mbar and more under normal pressure to evaporate the substrate under these reduced pressure conditions. In a biogas plant, it is advantageously provided in this connection that the biogas plant has a vacuum generating device for generating negative pressure in the evaporation device. Such a vacuum generating device may, for. B. a pump o. The like. Be. Conveniently, it is provided in the method according to the invention that the substrate is evaporated in the evaporator at a temperature in the range of 45 ° C to 75 ° C. In this context, the biogas plant or the evaporation device preferably provides a heating device for heating the substrate in the evaporation device.

[0011] Das in der Eindampfvorrichtung angereicherte Substrat wird bevorzugt mit einem Trockensubstanzgehalt von 10% bis 20% in den Fermenter zurücktransportiert. Der Trockensubstanzgehalt ist in der ÖNORM EN 14346 definiert. Verfahren zu seiner Bestimmung sind allgemein bekannt und müssen nicht weiter beschrieben werden.The enriched in the evaporator substrate is preferably transported back with a dry matter content of 10% to 20% in the fermenter. The dry matter content is defined in ÖNORM EN 14346. Methods for its determination are well known and need not be further described.

[0012] Bevorzugte Ausgestaltungsformen erfindungsgemäßer Verfahren sehen vor, dass der Transport des in der Eindampfvorrichtung konzentrierten Substrats zurück in den Fermenter mittels der zweiten Transportvorrichtung in Abhängigkeit eines Trockensubstanzgehalts des Substrats im Fermenter und/oder eines Trockensubstanzgehalts des Substrats in der Eindampfvorrichtung geregelt wird. Entsprechende Biogasanlagen sehen in bevorzugten Ausgestaltungsformen eine Regelung zum Regeln des Transports des in der Eindampfvorrichtung angereicherten Substrats zurück in den Fermenter mittels der zweiten Transportvorrichtung in Abhängigkeit eines Trockensubstanzgehaltes des Substrats im Fermenter und/oder eines Trockensubstanzgehalts des Substrats in der Eindampfvorrichtung vor. Das Trockensubstanzgehalt des Substrates im Fermenter wird günstigerweise auf 2% bis 10% geregelt. Zur Bestimmung des Trockensubstanzgehaltes wird in der Regel eine Probe des Substrates aus demPreferred embodiments of inventive method provide that the transport of the concentrated in the evaporator substrate is regulated back into the fermenter by means of the second transport device in response to a dry matter content of the substrate in the fermenter and / or a dry matter content of the substrate in the evaporator. Corresponding biogas plants provide in preferred embodiments a control for regulating the transport of the substrate enriched in the evaporator back into the fermenter by means of the second transport device depending on a dry matter content of the substrate in the fermenter and / or a dry matter content of the substrate in the evaporator. The dry matter content of the substrate in the fermenter is conveniently controlled to 2% to 10%. To determine the dry matter content is usually a sample of the substrate from the

Fermenter oder der Eindampfvorrichtung entnommen um daran den Trockensubstanzgehalt zu bestimmen. Soweit möglich können aber auch in-Situ Messungen des Trockensubstanzgehaltes am Substrat im Fermenter oder in der Eindampfvorrichtung durchgeführt werden.Fermenter or evaporator taken to determine the dry matter content. As far as possible, however, it is also possible to carry out in-situ measurements of the dry substance content on the substrate in the fermenter or in the evaporator.

[0013] Generell gesprochen ist es günstigerweise so, dass das Temperaturniveau in der Eindampfvorrichtung an den thermophilen Abbauprozess im Fermenter angepasst ist. Hierdurch werden die bei dem Substrat aus dem Fermenter entnommenen Bakterienkulturen beim Anreicherungsprozess nicht abgetötet bzw. deaktiviert. Sie können vielmehr in einer angereicherten bzw. konzentrierten Form mittels der zweiten Transportvorrichtung in den Fermenter als konzentrierte, aktive, thermophile Bakterienkulturen zurückgeführt werden. Überschüssiges Substrat aus dem Fermenter und auch aus der Eindampfvorrichtung können zur weiteren Behandlung oder Verwertung aus dem Verfahren abgeschieden werden. Besonders bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung sehen vor, dass während des Eindampfvorgangs in der Eindampfvorrichtung ein Unterdruck von 913 mbar unter Normaldruck und eine Temperatur von 45°C realisiert werden. Alternativ kann auch ein Unterdruck von 613 mbar unter Normaldruck bei einer Temperatur von 75° C in der Eindampfvorrichtung eingestellt werden. Andere günstige Wertepaare von Druck und Temperatur in der Eindampfvorrichtung liegen zwischen den genannten Werten.Generally speaking, it is conveniently so that the temperature level in the evaporation device is adapted to the thermophilic degradation process in the fermenter. As a result, the bacteria cultures removed from the fermenter at the substrate are not killed or deactivated during the enrichment process. Rather, they can be recycled in an enriched or concentrated form by means of the second transport device into the fermenter as concentrated, active, thermophilic bacterial cultures. Excess substrate from the fermenter and also from the evaporator can be removed from the process for further treatment or recovery. Particularly preferred embodiments of the invention provide that a negative pressure of 913 mbar under atmospheric pressure and a temperature of 45 ° C are realized during the evaporation process in the evaporation apparatus. Alternatively, a negative pressure of 613 mbar under normal pressure at a temperature of 75 ° C can be set in the evaporator. Other favorable value pairs of pressure and temperature in the evaporator are between the values mentioned.

[0014] Weitere Merkmale und Einzelheiten bevorzugter Ausgestaltungsformen von erfindungsgemäßen Biogasanlagen und Verfahren werden nachfolgend am Beispiel einer Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Biogasanlage beschrieben.Further features and details of preferred embodiments of biogas plants and methods according to the invention are described below using the example of an embodiment of a biogas plant according to the invention.

[0015] Fig. 1 zeigt diese erfindungsgemäße Biogasanlage in einer schematisierten Darstellung.Fig. 1 shows this biogas plant according to the invention in a schematic representation.

[0016] Die in Fig. 1 gezeigte Biogasanlage 1 weist einen Fermenter 2 auf, in den Substrat wie z.B. Reststoffe aus der Landwirtschaft oder der Industrie über die Zuführleitung 36 eingefüllt wird. Das Tauchrührwerk 9 und das Vertikalrührwerk 10 sorgen, wie an sich bekannt, für eine entsprechende Bewegung, Mischung und Umwälzung des Substrats im Fermenter 2. Das im Fermenter 2 entstehende Biogas wird über die Gasleitung 34 in diesem Ausführungsbeispiel in das Fermenterrückstandslager 28 bzw. dessen Gasspeicher 33 übergeleitet. Mittels der Temperaturmessung 12 wird die Temperatur des Substrats im Fermenter 2 gemessen. Die Füllstandsmessung 13 misst den Füllstand des Substrats im Fermenter 2. Zusätzlich ist auch noch eine Trockensubstanzmessung 11 vorgesehen, mit der der Trockensubstanzgehalt des Substrats im Fermenter gemessen werden kann. Die Beschickungspumpe 14 und die Überführleitung 15 bilden in diesem Ausführungsbeispiel die erste Transportvorrichtung 3, mit der das Substrat aus dem Fermenter 2 entnommen und der hier erfindungsgemäß als Anreicherungsvorrichtung eingesetzten Eindampfvorrichtung 5 zugeführt werden kann.The biogas plant 1 shown in Fig. 1 comprises a fermenter 2, in the substrate such. Residues from agriculture or industry via the supply line 36 is filled. The immersion agitator 9 and the vertical agitator 10 provide, as is known, for a corresponding movement, mixing and recirculation of the substrate in the fermenter 2. The resulting biogas in the fermenter 2 is in this embodiment in the fermenter residue storage 28 and the gas storage via the gas line 34 33 transferred. By means of the temperature measurement 12, the temperature of the substrate in the fermenter 2 is measured. The level measurement 13 measures the level of the substrate in the fermenter 2. In addition, a dry matter measurement 11 is also provided, with which the dry matter content of the substrate in the fermenter can be measured. The feed pump 14 and the transfer line 15 form in this embodiment, the first transport device 3, with which the substrate removed from the fermenter 2 and the here according to the invention used as an enrichment device evaporation device 5 can be supplied.

[0017] Geeignete Eindampfvorrichtungen 5 sind beim Stand der Technik in einer Vielzahl von Ausgestaltungsformen bekannt, sodass hier nur schematisiert das Grundprinzip einer möglichen Ausgestaltungsform einer Eindampfvorrichtung 5 gezeigt ist. Grundsätzlich können alle beim Stand der Technik bekannten, geeigneten Eindampfvorrichtungen 5 zur Realisierung der Erfindung eingesetzt werden, um das aus dem Fermenter 2 entnommene Substrat einzudampfen und damit den Bakterienanteil im Substrat anzureichern. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Eindampfvorrichtung 5 neben dem Dampfabscheider 23 auch eine Umwälzpumpe 19 auf, mit der das Substrat dem Eindampfbehälter 16 zugeführt wird. In diesem Eindampfbehälter 16 der Eindampfvorrichtung 5 wird das Substrat mittels der Heizvorrichtung 7 auf die benötigte Temperatur gebracht. Mittels der Temperaturmessung 17 kann die Temperatur des Substrats in der Eindampfvorrichtung 5 überwacht werden. Mit der Füllstandsmessung 18 wird der Füllstand des Substrats im Eindampfbehälter 16 gemessen. Mittels der hier und auch generell bevorzugt als Pumpe ausgebildeten Unterdruckerzeugungsvorrichtung 6 wird der benötigte Unterdruck in der Eindampfvorrichtung 5, also insbesondere auch in dem Eindampfbehälter 16 eingestellt. Mittels der Druckmessung 22 kann der eingestellte Unterdruck überwacht werden. Während des Eindampfvorgangs wird das Substrat in diesem Ausführungsbeispiel von der Umwälzpumpe 19 mehrfach in einem Kreislauf durch den Eindampfbehälter 16 und den Dampfabscheider 23 geführt. Die jeweils verdampfte Flüssigkeit wird über die Pumpe 6, den Kühler 21 und den Kondensatausgang 24 aus dem Prozess ausgeschieden. Über diesen Vorgang wird der Anteil an Bakterien in dem aus dem Fermenter 2 entnommenen Substrat in der Eindampfvorrichtung 5 angereichert.Suitable evaporation devices 5 are known in the prior art in a variety of embodiments, so that only schematically the basic principle of a possible embodiment of an evaporator 5 is shown. In principle, all known in the prior art, suitable evaporation devices 5 can be used to implement the invention to evaporate the substrate removed from the fermenter 2 and thus enrich the bacterial fraction in the substrate. In the illustrated embodiment, the evaporation device 5 in addition to the vapor separator 23 and a circulation pump 19, with which the substrate is fed to the evaporation vessel 16. In this evaporation tank 16 of the evaporation device 5, the substrate is brought by means of the heater 7 to the required temperature. By means of the temperature measurement 17, the temperature of the substrate in the evaporation device 5 can be monitored. With the level measurement 18, the level of the substrate in the evaporation tank 16 is measured. By means of the negative pressure generating device 6 designed here as well as also generally as a pump, the required negative pressure in the evaporation device 5, that is to say in particular also in the evaporation container 16, is set. By means of the pressure measurement 22, the set negative pressure can be monitored. During the evaporation process, the substrate is in this embodiment of the circulating pump 19 multiple times in a cycle through the evaporation tank 16 and the steam separator 23. The respectively evaporated liquid is eliminated via the pump 6, the cooler 21 and the condensate outlet 24 from the process. This process enriches the proportion of bacteria in the substrate removed from the fermenter 2 in the evaporation apparatus 5.

[0018] Das so angereicherte Substrat wird über die zweite Transportvorrichtung 4 wieder in den Fermenter 2 rückgeführt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die zweite Transportvorrichtung 4 aus der Rückführpumpe 25 und der Rückführleitung 26. Über die Regelventile 27 kann geregelt werden, ob das angereicherte Substrat aus der Eindampfvorrichtung 5 in den Fermenter 2 oder über die Abführleitung 31 in das Fermenterrückstandslager 28 abgeführt wird. Der für den Grad der Anreicherung der Bakterien bzw. Bakterienkulturen im Substrat charakteristische Trockensubstanzgehalt wird bei dem Substrat in der Eindampfvorrichtung 5 mittels der Trockensubstanzmessung 20 bestimmt. Die Regelung 8 regelt in Abhängigkeit des mittels der Trockensubstanzmessung 11 im Fermenter 2 bestimmten Trockensubstanzgehaltes des Substrats und/oder mittels der Trockensubstanzmessung 20 in der Eindampfvorrichtung 5 bestimmten Trockensubstanzgehaltes des Substrates die Zuführung von Substrat über die erste Transportvorrichtung 3 in die Eindampfvorrichtung 5 und die Rückführung des angereicherten Substrats aus der Eindampfvorrichtung 5 über die zweite Transportvorrichtung 4 in den Fermenter 2. Als Eingangsgrößen für diese Regelung dienen die Messwerte der Trockensubstanzmessung 11 und/oder der Trockensubstanzmessung 20. Geregelt werden von der Regelung 8 die entsprechenden Pumpen 14, 6, 19, 25 und die Ventile 27. Die Regelung 8 regelt günstigerweise auch die Temperatur in der Eindampfvorrichtung 5 über die Temperaturmessung 17 und den Unterdruck in der Eindampfvorrichtung 5 mittels der Unterdruckerzeugungsvorrichtung 6 in Form der hier gezeichneten Pumpe in Abhängigkeit der Druckmessung 22. Über diese Regelung wird in der Eindampfvorrichtung 5, wie eingangs bereits dargelegt, günstigerweise eine Temperatur des Substrats in einem Bereich von 55° C bis 70° C eingestellt und ein Unterdruck von zumindest 600 mbar unter Normaldruck, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 600 mbar und 900 mbar unter Normaldruck, eingestellt. Hierdurch wird erreicht, dass die thermophi-len Bakterien im Fermenter 2 mittels Eindampfung entsprechend angereichert werden ohne dabei Schaden zu nehmen, sodass sie aktiv und in angereicherter Form über die zweite Transportvorrichtung 4 in den Fermenter 2 rückgeführt werden können, um dort den thermophilen Fermentationsprozess weiter zu unterstützen.The thus enriched substrate is recycled via the second transport device 4 back into the fermenter 2. In the embodiment shown, the second transport device 4 from the return pump 25 and the return line 26. About the control valves 27 can be controlled whether the enriched substrate is removed from the evaporation device 5 in the fermenter 2 or via the discharge line 31 into the fermenter residue store 28. The dry matter content characteristic of the degree of accumulation of the bacteria or bacterial cultures in the substrate is determined for the substrate in the evaporation apparatus 5 by means of the dry matter measurement 20. The control 8 regulates depending on the determined by means of the dry matter measurement 11 in the fermenter 2 dry matter content of the substrate and / or by means of the dry matter measurement 20 in the evaporator 5 certain dry matter content of the substrate, the supply of substrate via the first transport device 3 in the evaporation device 5 and the return of the The measured values of the dry matter measurement 11 and / or the dry matter measurement 20 are used as input variables for this control. The corresponding pumps 14, 6, 19, 25 are regulated by the control 8 and the valves 27. The control 8 also conveniently regulates the temperature in the evaporator 5 via the temperature measurement 17 and the negative pressure in the evaporator 5 by means of the vacuum generating device 6 in the form of the here drawn pump in dependence the pressure measurement 22. About this scheme is set in the evaporation device 5, as already stated, conveniently a temperature of the substrate in a range of 55 ° C to 70 ° C and a negative pressure of at least 600 mbar under normal pressure, preferably in a range between 600 mbar and 900 mbar under normal pressure, set. This ensures that the thermophilic bacteria are enriched in the fermenter 2 by means of evaporation without being damaged, so that they can be actively recycled in enriched form via the second transport device 4 in the fermenter 2 to continue the thermophilic fermentation process to support.

[0019] Das nicht mehr benötigte Substrat wird, wie bereits dargelegt, über die Abführleitung 31 dem Fermenterrückstandslager 28 zugeführt, um dort möglichst vollständig auszugasen. Das dadurch erzeugte Biogas wird im Gasspeicher 33 gesammelt und kann über die Gasentnahmeleitung 35 und eine gegebenenfalls nachgeschaltete Gasreinigung dann der Speicherung oder der Nutzung z.B. in einem Blockheizkraftwerk zugeführt werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich auch im Fermenterrückstandslager 28 eine Temperaturmessung 29 und eine Füllstandsmessung 30. Eine entsprechende Umwälzung des Substrats im Fermenterrückstandslager 28 wird durch das Tauchrührwerk 32 und das Schrägrührwerk 37 erreicht, wie dies an sich bekannt ist.The substrate which is no longer needed is, as already stated, fed via the discharge line 31 to the fermenter residue store 28 in order to completely eliminate it there. The biogas produced thereby is collected in the gas storage 33 and can be stored via the gas extraction line 35 and an optionally downstream gas purification then the storage or the use of e.g. be fed in a cogeneration plant. In the embodiment shown, a temperature measurement 29 and a filling level measurement 30 are also located in the fermenter residue store 28. A corresponding circulation of the substrate in the fermenter residue store 28 is achieved by the immersion agitator 32 and the oblique agitator 37, as is known per se.

[0020] Abschließend wird noch darauf hingewiesen, dass der erfindungsgemäße Gedanke des Anreicherns des Bakterienanteils im Substrat in einer Eindampfvorrichtung natürlich auch in anderen Ausgestaltungsformen als der hier gezeigten realisiert werden kann. Hierzu können verschiedenste, beim Stand der Technik bekannte, Eindampfvorrichtungen 5 eingesetzt werden. Auch für die erste Transportvorrichtung und die zweite Transportvorrichtung bzw. die Entnahme des Substrats und Einführung in die Eindampfvorrichtung 5 und die Rückführung von der Eindampfvorrichtung 5 in den Fermenter 2 gibt es verschiedenste Möglichkeiten, wie dies eingangs bereits angedeutet wurde. LEGENDE ZU DEN HINWEISZIFFERN: 1 Biogasanlage 19 Umwälzpumpe 2 Fermenter 20 Trockensubstanzmessung 3 erste Transportvorrichtung 21 Kühler 4 zweite Transportvorrichtung 22 Druckmessung 5 Eindampfvorrichtung 23 Dampfabscheider 6 Unterdruckerzeugungs 24 Kondensatausgang vorrichtung 25 Rückführpumpe 7 Heizvorrichtung 26 Rückführleitung 8 Regelung 27 Regelventil 9 Tauchrührwerk 28 Fermenterrückstandslager 10 Vertikalrührwerk 29 Temperaturmessung 11 Trockensubstanzmessung 30 Füllstandsmessung 12 Temperaturmessung 31 Abführleitung 13 Füllstandsmessung 32 Tauchrührwerk 14 Beschickungspumpe 33 Gasspeicher 15 Überführleitung 34 Gasleitung 16 Eindampfbehälter 35 Gasentnahmeleitung 17 Temperaturmessung 36 Zuführleitung 18 Füllstandsmessung 37 SchrägrührwerkFinally, it should be noted that the inventive idea of enrichment of the bacterial fraction in the substrate in an evaporator can of course be implemented in other embodiments than shown here. For this purpose, various, known in the prior art, evaporation devices 5 can be used. Also for the first transport device and the second transport device or the removal of the substrate and introduction into the evaporation device 5 and the return of the evaporation device 5 in the fermenter 2, there are various possibilities, as has already been indicated. KEY TO THE NOTES: 1 Biogas plant 19 Circulation pump 2 Fermenter 20 Dry substance measurement 3 First transport device 21 Cooler 4 Second transport device 22 Pressure measurement 5 Evaporator 23 Steam separator 6 Negative pressure generator 24 Condensate outlet device 25 Return pump 7 Heating device 26 Return line 8 Control 27 Control valve 9 Submersible agitator 28 Fermenter residue store 10 Vertical agitator 29 Temperature measurement 11 Dry matter measurement 30 Level measurement 12 Temperature measurement 31 Discharge line 13 Level measurement 32 Submersible agitator 14 Feed pump 33 Gas storage 15 Transfer line 34 Gas line 16 Evaporation tank 35 Gas extraction line 17 Temperature measurement 36 Supply line 18 Level measurement 37 Angle agitator

Claims

claims

1. biogas plant (1) for the production of biogas, the biogas plant (1) at least one thermophilic fermenter (2) and outside of the fermenter (2) at least one enrichment device for enriching a bacterial fraction in a from the fermenter (2) removed substrate and at least one first transport device (3) for transporting the substrate removed from the fermenter (2) into the enrichment device and at least one second transport device (4) for transporting the enriched in the enrichment device substrate back into the fermenter (2), characterized in that the enrichment device is an evaporation device (5) for evaporating the substrate.

2. biogas plant (1) according to claim 1, characterized in that the biogas plant (1) has a negative pressure generating device (6) for generating negative pressure in the evaporation apparatus (5).

3. Biogas plant (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the biogas plant (1) has a heating device (7) for heating the substrate in the evaporation apparatus (5).

4. biogas plant (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the biogas plant (1) a control (8) for regulating the transport of the evaporation in the (5) enriched substrate back into the fermenter (2) by means of Second transport device (4) depending on a dry matter content of the substrate in the fermenter (2) and / or a dry matter content of the substrate in the evaporation device (5).

5. A process for the production of biogas in a biogas plant (1), wherein at least one fermenter (2) of the biogas plant (1) is operated thermophilically and outside of the fermenter (2) a bacterial fraction in a substrate removed from the fermenter (2) by means of at least an enrichment device is enriched and the substrate removed from the fermenter (2) is transported into the enrichment device by means of a first transport device (3) and the substrate enriched in the enrichment device is transported back into the fermenter (2) by means of a second transport device (4), characterized in that an evaporation device (5) is used as the enrichment device, in which the substrate is evaporated.

6. The method according to claim 5, characterized in that the substrate in the evaporation device (5) is evaporated at a reduced pressure of at least 600 mbar under atmospheric pressure.

7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that the substrate in the evaporation device (5) is evaporated at a temperature in the range of 55 ° C to 70 ° C.

8. The method according to any one of claims 5 to 7, characterized in that in the evaporator (5) enriched substrate having a dry matter content of 10% to 20% in the fermenter (2) is transported back.

9. The method according to any one of claims 5 to 8, characterized in that the transport of the in the evaporator (5) enriched substrate back into the fermenter (2) by means of the second transport device (4) in dependence of a dry matter content of the substrate in the fermenter (2 ) and / or a dry matter content of the substrate in the evaporation device (5) is controlled.

10. The method according to claim 9, characterized in that the dry matter content of the substrate in the fermenter (2) is controlled to 2% to 10%.